一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统的制作方法

本实用新型涉及一种定位系统，特别是涉及一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统。

背景技术：

定位技术，是一种应用广泛的高科技技术。目前常见的定位技术主要有PPD定位、GPS卫星定位、北斗定位、蓝牙定位、WIFI网络定位、UWB定位、GPRS/CDMA移动通讯技术定位等。

随着智能化基础设施建设的不断革新，加之当今电子信息技术的高速发展，定位系统越来越多的应用于各行各业。另一方面，改革开放程度的不断扩大，人们观念的不断更新，认识、接受新事物的自主性不断增强，足球和高尔夫等在国际上流行的运动也将成为大众喜爱的健身、娱乐的新时尚项目。足球是世界上最流行的项目之一，一向被称之为“贵族运动”、“高雅运动”以及“文明运动”的美誉。随着中国女子足球在国际大赛上屡创佳绩，足球日益受到国人的关注，并在国内逐渐风靡。同时，为了挖掘和培养更多人才，中国体育正把目光转向学校，继中国足球进校园之后，中国足球也启动进校园的“J计划”，旨在扩大足球人口，奠定人才基础。如何将定位系统应用于运动领域，尤其是运动区域较大的足球运动领域已经成为相关人员关注的热点和主要的研究方向。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种定位精确、安全性高、可远程监控的基于UWB技术的足球训练实时定位系统。

本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统，其中，包括监控服务器、多个定位标签和多个定位基站，定位标签又包括球员定位标签和足球定位标签，球员定位标签佩戴在球员身体上，足球定位标签粘贴在足球的内壁上，足球场的四周设置多个定位基站，各定位基站与球员定位标签和足球定位标签之间进行无线通信连接，各定位基站之间通过网线或者光纤连接，各定位基站的通信端与监控服务器的通信端连接，监控服务器的通信端还与网络平台连接。

本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统，其中所述定位标签和定位基站分别为超宽频信号发射装置和超宽频信号接收装置，定位标签为薄片状结构。

本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统，其中所述定位基站的安装高度3.5m～4m，相邻两定位基站之间的距离为30～50m，在两相邻定位基站间的距离大于50m时，在两定位基站之间补设定位基站。

本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统，其中所述定位基站与监控服务器之间通过信号塔传输的无线信号连接。

本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统与现有技术不同之处在于：本实用新型采用UWB定位技术和三角定位原理对足球场内的球员和足球进行实时定位，信号准确，定位精度大大提高。针对球员定位标签和足球定位标签进行定位，及时了解足球和每位球员的运动，有利于对球员制定有针对性的训练方案和比赛方案，大大有利于我国足球运动水平的提高。各定位基站之间的信号天线敷设在球场草坪下方，走线安全，保证信号稳定和系统的长时间使用。

下面结合附图对本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统作进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统的结构示意图；

图2为本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统中监控服务器显示的实时定位图。

具体实施方式

UWB(Ultra Wide band)是一种无载波通信技术，利用纳秒至微秒级的非正弦波窄脉冲传输数据。UWB可以做到两种应用，一种是测距，在测距的时候，采用ToF(Time of Flight)的方式，计算A、B两点电磁波飞行的时间，通过时间计算出两点之间的距离。另一种是定位，先通过计算到达时间差(TDOA：Time Difference of Arrival)来确定定位标签与接收器之间的距离，然后通过三角定位的方式，计算出定位标签的位置。

UWB因为其时间计算的精度非常高，达到0.3ns左右，在测距模式下，其精度在99.9％的情况下，在10厘米以内，考虑到定位系统的系统精度，一般定位系统，在95％的情况下，其精度能达到15厘米。

如图1所示，为本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统的结构示意图，包括监控服务器4、信号塔3、多个定位标签1和多个定位基站2，定位标签1和定位基站2分别为超宽频信号发射装置和超宽频信号接收装置，定位标签1为薄片状结构。定位标签1又包括球员定位标签和足球定位标签，球员定位标签通过护臂等球员保护器具佩戴在球员身体上，足球定位标签粘贴在足球的内壁上。在足球场的四周设置多个定位基站2，各定位基站2的安装高度3.5m～4m，相邻两定位基站2之间的距离为30～50m，在两相邻定位基站2间的距离大于50m时，在两定位基站2之间补设定位基站2。各定位基站2与球员定位标签和足球定位标签之间进行无线通信连接，各定位基站2之间通过网线或者光纤连接，信号天线铺设在球场草坪下方。各定位基站2的通信端通过信号塔3传输的无线信号与监控服务器4的通信端连接，监控服务器4的通信端还与网络平台5连接。每相邻的三个定位基站2为一组，每组定位基站2运用三角定位原理对位于其中的球员定位标签和足球定位标签进行定位，从而确定整个球场内球员和足球的位置。

本实用新型在使用过程中，如图2所示，对比赛时球场区域内的球员和足球进行实时位置定位，在任何时刻，定位基站2都可以接收到位置信号传给监控服务器4，并通过监控服务器4上传到网络平台5，在监控服务器4中显示球员的个人ID编号、所处位置以及具体时间，并将球员的跑动位置显示在监控服务器4的屏幕上，使得训练或比赛结束后，教练和/或队员能够及时了解每位队员整场比赛的跑动速度、跑动热点区域和跑动距离等数据，从而根据跑动的热点区域信息分析出每位队员的运动特点。通过分析整场比赛每位队员的跑动速度变化以及跑动距离，进一步分析出队员身体疲劳程度等体能状况。通过整理上述数据，可以适当的调整队员的训练内容，制定针对性的训练和比赛计划。

本实用新型一种基于UWB技术的足球训练实时定位系统，采用UWB定位技术和三角定位原理对足球场内的球员和足球进行实时定位，信号准确，定位精度大大提高。针对球员定位标签和足球定位标签进行定位，及时了解足球和每位球员的运动，有利于对球员制定有针对性的训练方案和比赛方案，大大有利于我国足球运动水平的提高。各定位基站2之间的信号天线敷设在球场草坪下方，走线安全，保证信号稳定和系统的长时间使用。本实用新型定位精确、安全性高、可远程监控，与现有技术相比具有明显的优点。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。